微功耗清潔能源存貯系統

圖10是電動轎車96V鋰離子動力電池組充電電壓的仿真波形，單體電池26個，端電壓3.7V，26個單體電池端電壓從2V到3.3V不等，依次相差0.05V，充電終了時，每個單體電池端電壓完全相等，都等于與每個單體電池并聯的穩壓電源輸出電壓的設定值3.75V。單體電池充電終止端電壓，等于與其并聯的并聯穩壓電路輸出電壓的設定值，此設定值可以人為調整，所以單體電池充電終止端電壓可以人為控制，電動轎車96V鋰離子動力電池組的充電電路參考文獻[5]。

電動轎車采用三相電機驅動，則鋰離子動力電池組端電壓為288V，需3.7V單體電池78個串聯，充電電路略顯復雜，但由于整個充電電路完全由相同的簡單電路級聯而成，且無大電流、高電壓開關的通斷操作，實現起來非常容易，具體電路和仿真波形參考文獻[5]{5}。

圖10 電動轎車96V鋰離子動力電池組充電電壓的仿真波形

6 蓄電池特性的選擇

6.1 普通鉛酸蓄電池

免維護鉛酸蓄電池的結構，由于自身結構上的特點，在使用壽命期間基本不需要補充蒸餾水，具有耐震、耐高溫、體積小、自放電小等特點，采用鉛鈣合金柵架后，充電時產生的水分解量少，水份蒸發量低，加上外殼采用密封結構，釋放出來的硫酸氣體也很少，所以它與傳統蓄電池相比，具有不需添加任何液體，對接線樁頭、電線腐蝕少，抗過充電能力強，起動電流大，電量儲存時間長等優點。

因此，免維護鉛酸蓄電池相對于一般蓄電池有非常大的優勢，但在使用過程中會發生減液現象，這是因為柵架上的銻會污染負極板上的海綿狀純鉛，完全充電后蓄電池內的反電動勢，造成水的過度分解，大量氧氣和氫氣分別從正負極板上逸出，使電解液減少。由于其結構上的原因，正常使用中，只能以3C以下倍率充電、放電，其比能量、比功率、循環壽命等難以適應電動汽車、智能電網、清潔能源系統儲能等領域的時代要求。

6.2 鋰離子動力蓄電池

鋰離子蓄電池對充放電的要求，與鉛酸等可逆電化學反應類蓄電池完全不同。由于鋰離子蓄電池成組應用技術、系統集成關鍵技術和關鍵零部件及產品研究，嚴重滯后于鋰離子蓄電池的發展，電池成組后發生過充電、過放電、超溫和過流等問題，致使成組鋰離子蓄電池使用壽命大幅縮短，安全性大幅下降，甚至發生燃燒、爆炸等惡性事故，已經成為制約鋰離子蓄電池產業發展的主要問題，也是當前節能與新能源汽車產業發展的技術瓶頸。

我國電動汽車技術發展到今天，在車用動力電池、電機、電傳動等領域，已經取得了一批不錯的成果。車用動力電池技術雖然還不是很成熟，但發展的速度與發達國家相比并不算慢。對電池單體進行測量時，顯示出的各項指標基本達到設計要求。但是，真正集成為一個動力總成，或者集成到整車上的時候，卻發現與單體測量時的情況有很大出入。車用動力電池總成并非將一個個單體電池串聯或并聯在一起就行了那么簡單。將數10個甚至上百個電池集成在一起，并將它們集成到車上，在世界范圍內都是一項高新技術，絕不是看起來那么容易的事情，有能力解決這一難題的單位或個人也不是太多。鋰離子蓄電池系統主要包括電池系統、充電系統、放電系統和維護管理系統，是一個函括多個技術領域和行業的高技術集成系統{6}。

綜上所述，就目前電力電子技術而論，鋰離子動力電池的應用仍處于研發階段，還沒有形成一個商業運營的系統，在可預見的將來，也不可能形成市場。

6.3 千網水平蓄電池

鑒于世界能源危機即將來臨，鑒于千網水平蓄電池相對于傳統蓄電池的強大優勢，鑒于鋰離子動力電池應用技術的研究現狀，現在正是千網水平蓄電池異軍突起的大好時機。全世界生產千網水平蓄電池只有兩個地方，一個在美國，一個在包頭，但市場需求卻是無限的，電動汽車動力、智能電網貯能、清潔能源系統貯能等等，這些都關系到一個國家的戰略、命運、未來，千網水平蓄電池能在包頭落地生根，則中國幸甚，人民幸甚。

表1 千網水平電池與傳統電池比較

千網水平蓄電池具有以下的優勢。

⑴ 因為極板采用水平放置，可以避免電池的電解液濃度差的極化現象，而電解液濃度差的極化現象是傳統鉛蓄電池容量下降及壽命縮短的主要原因之一。

⑵ 極板陰陽直接連通，因此內阻小，極板活物質利用比較均勻，且節省極群并聯鉛材，大電流放電，電壓降比較小。